散列表

散列表是一种使用非常广泛的数据结构，可能也是最有用的数据结构。在我接触散列表之前我就已经开始使用它了，只是当时知识不够，没有意识到。好了，废话不多说，进入正题吧。

先举个栗子。假如你面前有一本厚厚的电话簿，里面记载了大量的姓名和电话号码。你的工作就是从其中快速找到某一个人的电话号码。（当然现实不会有这么无聊的工作的）可能你会想到使用二分查找，但是这依然需要不少的时间。而为了追求效率，我们希望的是得到姓名之后，马上就能找到这个人的电话号码。假如你有一个助手，他已经牢记了电话簿上所有内容，只要你告诉他姓名，他就可以立刻告诉你电话号码。是不是棒极了？没错，这个助手就是散列表。

我们都知道数组，他由键和值组成，键必须是数字，值可以是任何东西。其实散列表可以看做是高级的数组。为什么？因为他的键可以是除数字以外的其他事物，比如前面的人名。如此一来，我们就可以通过键直接获取对应的值，我们都知道在数组中获取一个元素是非常快的，散列表就具备数组的这个特性！因为他其实就是一个数组。

散列表的原理

要想了解散列表的原理我们首先必须明白一个概念：散列函数，这可以说是他的精髓。我把散列函数想象成一台万能的榨汁机。你放进去一个苹果，出来的是苹果汁，放进去葡萄，出来的是葡萄汁，哪怕放进去石头，出来的也是石头汁！！！回到第一个例子：当我们想要创建一个存储电话簿的散列表时，计算机首先在内存中开辟一个数组。首先，你要把一个人名"TOM"传入散列函数时，会返回一个唯一（不会有另一个和他相同的结果）的索引，比如4，然后，“TOM”的电话号码会被存在数组的4这个位置，同理，你传入“Bob”，散列函数会返回一个唯一的索引，比如2，bob的电话号码就被存在这个位置。如此一来，当你需要查找某个人的电话时，只需要获得他的名字，就可以通过散列表迅速找到他对应的值（他的电话号码）。

从上文我们可以看出：散列函数有以下两个特点（我这里说的是理想的散列函数，至于为什么这么讲，下文会有答案）

        （1）他必须是一致的，当你输入tom，每次输出的结果必须都为4，并且唯一

        （2）他必须将不同的输入映射到不同的数字，换句话说，种瓜得瓜，种豆得豆。输入的人名不通过，返回的结果必须不一样

散列表是一个有额外逻辑的数据结构。也被成为散列映射、映射、字典和关联数组，在几乎所有的语言中都实现了散列表这一数据结构，你可以轻松的使用它，我相信你可能已经见过他了。

散列表冲突问题

之前已经说过了理想的散列函数该有的特征，那如果散列函数不是那么优秀，会产生什么情况呢？往下看

如果我要在电话簿里存一个Mary，通过散列函数生成索引9，Mary电话存在数组的9号位置，这没问题，我再接着存一个Maggie，通过散列函数生成了索引，也是9！！！怎么办，如果我存了，那数组里Mary的电话将被覆盖，到时候查询这两个小姐姐的电话号码是一样的，撩错了怎么办？？？是的，这就是不好的散列函数可能带来的问题：冲突

如何解决冲突。

最简单的办法是在数组相应的位置存储一个链表，将Mary和Maggie的电话号码存进链表里，这样就解决了冲突问题，当这个链表不是特别长的时候，并不会影响我们的查询效率。

可是问题又来了，如果我这个电话簿上基本上都是M开头的人的电话，那这个链表岂不是特别长（链表查询的时间复杂度是O（n），数组是O（1）），这无疑会极大的降低我的散列表的性能，更坑比的是，我后面的数组位置居然都是空着的！！！这简直就是最烂的散列函数了

由此可见，一个好的散列函数对于散列表非常重要。好的散列函数必须要讲键均匀的映射的散列表的不同位置，这样才能尽可能减小冲突，并不影响性能。

当然这个问题其实不用你操心，你只要会用散列表就可以了。当然，如果你想有更深入的了解，请继续往下看

要想获得良好的性能.以下两点非常重要

1）较低的装填因子，最好低于0.7（大佬的经验）。

2）良好的散列函数

什么是装填因子。它等于元素的个数除以拥有位置的总数。举个栗子。有4个元素，而我的数组有9个位置，那么装填因子就是4/9,只有保证较低的装填位置才能减少冲突（为什么？就像你上澡堂洗澡，人多了挤不挤？挤的话是不是就容易起冲突？），因此，我们要想办法降低装填因子，怎么降，增加长度。

散列函数我就不说了，如果想继续了解的请自行查阅。